[發(fā)明專利]一種有機(jī)稀土固體膠束及其制備方法和提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610004793.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-06
• 公開（公告）號(hào): CN105440230B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐建國(guó);王蝶;沈文飛;王新芝;王瑤;黃林軍;劉繼憲;焦吉慶;王彥欣;王薇;宋燕;楊會(huì)會(huì);徐興勤;勞倫斯A·巴菲奧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F293/00
• 分類號(hào): C08F293/00;C08F8/42;C08F8/34;H01L51/42;C09K11/06
• 代理公司: 北京恒創(chuàng)益佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11556
• 代理人: 宋華

1.一種有機(jī)稀土固體膠束的制備方法，其特征在于，將有機(jī)共軛小配體作為第一配體，一種具有兩親性二嵌段聚合物作為第二配體，二者與稀土元素氯化物溶液混合摻雜進(jìn)行自組裝形成有機(jī)稀土固體膠束；所述兩親性二嵌段聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸(PMMA-b-PAA)；有機(jī)共軛小配體：稀土元素氯化物：兩親性二嵌段聚合物的摩爾比為3:1:1；有機(jī)共軛小配體：稀土元素氯化物：兩親性二嵌段聚合物在50-70℃的油浴鍋中進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)5-10小時(shí)，得到有機(jī)稀土固體膠束溶液，有機(jī)稀土固體膠束是尺寸在10-20nm的絡(luò)合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述兩親性二嵌段聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚丙烯酸(PMMA-b-PAA)的制備方法為：(1)稱取一定量的可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移劑(RAFT)和適量的引發(fā)劑，二氧六環(huán)作為溶劑，加入一定量的甲基丙烯酸甲酯MMA單體，在氮?dú)猸h(huán)境中和70℃的溫度下進(jìn)行油浴合成反應(yīng)8小時(shí)，將反應(yīng)完成的液體用石油醚進(jìn)行洗滌，抽濾得到上層固體進(jìn)行干燥制得第一嵌段聚合物；(2)稱取一定量的步驟(1)的產(chǎn)物，加入適量的引發(fā)劑，二氧六環(huán)作為溶劑，當(dāng)聚甲基丙烯酸甲酯全部溶解后，加入一定量的丙烯酸單體，在氮?dú)猸h(huán)境中和50℃的油浴中進(jìn)行合成反應(yīng)6小時(shí)，用石油醚對(duì)所制備的反應(yīng)液進(jìn)行洗滌去除雜質(zhì)和未反應(yīng)的單體，倒去上層液體得到下層粘狀固體，然后進(jìn)行干燥制得兩親性二嵌段聚合物(PMMA-b-PAA)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述稀土元素氯化物溶液包括氯化銪、氯化鋱、氯化銩或氯化釓溶液。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)共軛小配體為2-噻吩甲酰三氟丙酮TTA。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)共軛小配體為1,10-鄰菲羅啉Phen、乙酰丙酮、水楊酸或二苯甲酰甲烷DBM之一。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述方法制備獲得的有機(jī)稀土固體膠束，尺寸在10-20nm之間，呈球形，具有很強(qiáng)的熒光強(qiáng)度，紫外吸收范圍處于300-425nm之間。

7.一種提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的方法，其特征在于，將權(quán)利要求6所述的有機(jī)稀土固體膠束旋涂在太陽能電池的ITO層之上，制備成具有有機(jī)稀土固體膠束的太陽能電池，由此可以加大電池對(duì)太陽光的吸收，提高光電轉(zhuǎn)化效率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，(1)將帶有陽極電極ITO的透明基底依次用洗滌劑、去離子水、丙酮、去離子水、無水乙醇和異丙醇超聲清洗，清洗后用干燥的高純氮?dú)獯蹈苫蚋邷睾娓桑纬蓾崈舻膶?dǎo)電基底；然后將其轉(zhuǎn)入等離子體表面處理儀，在25Pa氣壓、氧氣和氮?dú)猸h(huán)境下對(duì)ITO導(dǎo)電基底等離子處理5-15分鐘后冷卻至室溫；

(2)用有機(jī)極性溶劑對(duì)所述有機(jī)稀土固體膠束溶液進(jìn)行稀釋，然后經(jīng)超聲充分分散，得到分散均勻的有機(jī)稀土固體膠束溶液；

(3)在經(jīng)步驟(1)等離子處理過的ITO導(dǎo)電基底的陽極電極上通過旋涂的方法形成不連續(xù)孤島狀的有機(jī)稀土固體膠束層；

(4)在步驟(3)中得到的有機(jī)稀土固體膠束層的表面通過旋涂方法形成帶有一層空穴傳輸層的導(dǎo)電基底；

(5)將給體材料和受體材料通過勻膠機(jī)旋涂的方法在步驟(4)的空穴傳輸層上形成一層光活性層；

(6)將陰極電極的材質(zhì)通過蒸鍍的方法在步驟(5)的光活性層上形成陰極電極，得到旋涂有機(jī)稀土固體膠束層的聚合物太陽能電池。